上⾏参考信号的分类
上⾏参考信号共分为3种:PUSCH 解调参考信号、PUCCH 解调参考信号、Sounding 参考信号。PUSCH 解调参考信号、PUCCH 解调参考信号⽤作求取信道估计矩阵,与PUSCH 和PUCCH 的发送相关联;⽽Sounding 参考信号则独⽴进⾏发射,⽤作上⾏信道质量的估计与信道选择,计算上⾏信道的CINR 。
三种参考信号全部都是使⽤Zad-off Chu 序列,并且都是产⽣之后直接映射到资源元上,不作任何编码的处理。下⾯对参考信号序列的产⽣、序列选择以及映射逐步作介绍。2参考信号序列的产⽣参考信号序列)
()(,n r v u α被定义为基本序列)
(,n r v u 的α循环移位RS
sc ,)(,0),()(M n n r en r v u n j v u <≤=αα 这⾥RBsc
RS sc mN M =是参考信号序列长度,参考信号长
度最短为⼀个RB 包含的⼦载波数,最长为整个上⾏最⼤带宽所包含的⼦载波数。定义参考
信号的长度必须为整数个RB 所包含的⼦载波数,这样在映射的时候参考信号也只能映射到整数个RB 上。)(,n r v u 为基序列,多个参考信号序列以⼀个基序列通过不同的移位参量值α来定义。2.1 基序列的产⽣
基本序列)(,n r v u 被分成{}29,...,1,0∈u 个组,u 表⽰组号,v 是组内编号。参考信号序列长度RBsc
RS sc mN M =。
当51≤≤m ,组内编号只有⼀个取值 (0=v )。对于UL max,RB 6N m ≤≤,组内编号有两个取值,即每组包含两个长度为RBsc RS sc mN M =的基本序列(1,0=v )。在所有的基序列中,序列组号u 和组内编号v 可以根据时间独⽴变化。基本序列)1(),...,0(RS
sc ,,-M r r v u v u 定义随序列长度RSsc M 不同⽽不同。长度⼤于等于RB
sc 3N 的基本序列定义是由下⾯的法则定义的:RS
sc RS ZC ,0),mod ()(M n N n x n r q v u <≤=这⾥th q 是⼀个根Zadoff-Chu 序列,定义为()10,RSZC )1(RSZC
-≤≤=+-N m em x N m qm jq π有31)1()1(21RS
ZC 2+?=-?++=u N q v q q q RS ZC N 为⼩于 RSsc M 的最⼤质数。
从上述公式定义可以得知长度⼤于RBsc 3N 的基序列的⽣成步骤:1、
⾸先⽣成⼀个q 阶Zadoff-Chu 根序列()m x q ,它的长度为⼩于RSsc M 的最⼤
质数。决定()m x q 的参数有RS
ZC N 、组内编号v,确定了这两个参数后,即可确定根序列。 2、因为RSZC N ⼩于RS
sc M ,⽣成的根序列⽐RS 序列的长度要短,不⾜的部分使⽤根序列进⾏周期重复。长度⼩于RBsc
3N 的基本序列直接由下列公式定义:10,)(RS
sc 4)(,-≤≤=M n e n r n j v u π?,
因为参考信号长度只能取整数个RB 的⼦载波数,因此长度⼩于RBsc 3N 的基本序列
实际上只有两种情况,即RB sc RS sc N M =和RBsc RS sc 2N M =。
这⾥对于RB sc RS sc N M =,)(n ?值由表2-1给出,这⾥对于RBsc RS sc 2N M =,)(n ?值由表2-2给出
表 错误!⽂档中没有指定样式的⽂字。-1
1234567891011
121314151617181920212223242526272829
表错误!⽂档中没有指定样式的⽂字。-2)(n ? for RBsc RS sc2N M =. u)23(),...,0(??-1 31 -3 3 -11 3 -3
3 1 3 -3 3 1 1 -11 3 -33-3-1-3 1-3 3-3-3
-31 -3 -33 -11 1 1 31 -13 -3 -3 1 3 11-32 3 -13311 -333 3 3 1-13 -111 -1-3-1
-1 1 3 3 3 -1 -31 1 3 -3 11-3-1-1 13 13 1 -13 1 1 -3-1 -3 -1 4 -1 -1-1-3-3 -11
13 3-1 3 -11 -1 -31 -1 -3-3 1 -3 -1-15-3 11 3 -11 3 1
-3 1 -3 1 1 -1 -13 -1 -3 3 -3-3 -31 1 61 1-1
-1 3 -3 -3 3 -31 -1 -1 1 -1 1 1-1-3 -11 -1 3 -1 -3 7-3 33 -1 -1-3 -1 31 31 3 1 1 -13 1 -1 13 -3 -1 -11 8-3 13 -31 -1 -3 3 -33 -1 -1 -1 -1 1 -3-3 -3
1 -3 -3-3 1-3 91 1-3 3 3-1 -3
-1 3 -3 3 3 3 -1 1 1 -3 1-111 -31 1 10-1 1-3-3 3 -13 -1
-1 -3 -3 -3 -1 -3-3 1 -11 3 3-1 1-1 3 111 33 -3-31
3 1 -1 -3 -3 -3 33 -3 3
3 -1 -3 3 -1 1 -3 1 121 33 1 1 1 -1 -11-3 3 -111 -33 3 -1-3 3 -3
-1 -3 -1 13 3 -1-1-1-1-3-1 331
-1 1 3 3 3 -1 1 1 -3 1 3 -1 -33 14 -3 -331 31-3 31 3 1 133-1
-1 -3 1 -3 -1 3 1 1 3 15 -1 -11 -3 1 3 -3 1 -1-3 -1 3 1 3 1 -1 -3-3 -1-1 -3-3
-3 -1 16 -1 -33 -1-1-1 -1 11 -3 3 1 3 3 1-11 -3 1 -3 11 -3 -1 171 3-1
33-1 -31 -1 -33 3 3 -11 1 3-1
-3 -1 3 -1 -1-1 181 1111 -1 3-1 -311 3 -31 -3-1 1 1 -3 -33 11 -3 191 3
3 1 -1 -3 3 -1 3 3 3 -3 1 -1 1 -1 -3 -1 1 3 -1 3 -3 -3 20-1 - 3-------- 31 3-- 3- 1- 3- 1-3
3 3 3 1 1 3 1 33 11 13 1 21 -3 -3
1 1 -1 1 -1 1 -1 3 1 -3 -11 -1 1 -1 -1 3 3 -3 -1 1 -3 22 -3 -1
-3 3 1 -1 -3 -1 -3 -3 3 -33 -3 -1 1 31 -3 1 3 3 -1-3 23 -1 -1-1
-1 3 3 3 1 3 3 -3 1 3 -1 3 -1 3 3 -3 3 1 -1 3 3 24 1 -13 3 -1 -3 3 -3 -1 -1 3 -1 3 -1-1 1 1 1 1
-1 -1 -3 -1 3 25 1 -11 -1 3 -1 3 1 1 -1 -1 -3 11 -3 1 3 -3 1 1 -3 -3 -1 -1 26 -3 -11 3 1 1 -3 -1 -1 -3 3 -3 31 -3 3 -3 1 -1 1 -3 1 1 1 27 -1 -33 3 1 1 3 -1 -3 -1 -1 -13
1 -3 -3 -1 3 -3 -1 -3 -1 -3 -1 28 -1 -3
-1 -1 1 -3 -1 -1 1 -1 -3 1 1 -3 1 -3 -3 3 1 1 -1 3 -1 -1 291 1-1 -1-3-13-13-1131 -1 313 -3-3 1
-1-11 3
2.2 基序列的组跳跃和组内序号跳跃
Zad-off Chu 基序列)(,n r v u 的产⽣取决于两个参数,组号u 和组内序号v 。u 和v 的取值和⼩区ID 、时隙号s n 以及⾼层信令等参数有关,当组跳和序列跳跃被使能时,u 和v 会按照⼀定规则随时隙变化⽽变化。组跳跃
在时隙s n 中,序列组号u 由两个参数)(s gh n f 和ss f 来定义。)(s gh n f 记为序列组跳模式参数,ss f 记为序列移位模式参数。()30mod )(ss s gh f n f u +=1)组跳模式参数
组跳模式参数)(s gh n f 有17个不同的取值,移位模式参数ss f 有 30个不同的取值。序列组跳跃可以被⾼层使能或禁能,当组跳跃被禁能时,)(s gh n f 等于常数0。 PUCCH 和PUSCH 使⽤的组跳跃模式参数相同,但序列移位模式参数不同。组跳跃模式参数的确定公式如下:组跳跃模式参数
+=∑=e n a b l e d
is hopping group if 30mod 2)8(disabledis hopping group if 0)(70s s gh i i i n c n f
这⾥伪随机序列为Gold 序列,伪随机序列发⽣器在每⽆线帧开始,被⽤=30cell IDinit N c 初始化。
2)序列移位模式参数
PUCCH 和PUSCH 有不同的序列移位模式参数ss f :对于PUCCH 有30mod cellID PUCCH ss
N f =,即PUCCH 的序列移位模式参数由⼩区ID 唯⼀确定。对于PUSCH 有()
30mod ss PUCCH ss PUSCH ss
+=f f ,此处{}29,...,1,0ss ∈?由⾼层配置。由上⾯公式可以看出,序列移位模式参数ss f 相对固定,不会像组跳模式参数)(s ghn f ⼀样随时隙号变化⽽变化。组内序列号跳跃
组内序列号跳跃仅⽤于序列长度RB sc RS sc 6N M ≥的参考信号。对于序列长度RBsc RS sc 6N M <的
参考信号,基序列中的组内序列号v 只有⼀个取值(0=v )。对于序列长度RB
sc RS sc 6N M ≥的导频信号,在时隙s n ,基序列组中的组内序列号v 有两个取值(1或0),如下给出v 在不同情况下的取值:
=o t h e r w i s e 0
e n a b l e d is hopping sequenceand disabled is hopping group if )(s n c v
这⾥伪随机序列发⽣器在每⽆线帧开始,被⽤PUSCHss5cell IDinit
230f N c +
=初始化,该伪随机序列为Gold 序列,伪随机序列在某个时刻只能输出0或者1两种取值。由公式中可以
看出,组内序列号跳跃仅在组跳跃被禁能且组内序列跳跃被使能时发⽣,即组跳跃和组内序列号跳跃是不会同时发⽣的。3解调参考信号
解调参考信号分为:PUSCH 解调参考信号、PUCCH 解调参考信号。3.1 PUSCH 解调导频信号PUSCH 解调导频信号定义为:()()n r n M m r v u )(,RS sc PUSCH α=+?,此处 1,...,01,0RSsc -==M n m
且 P U S C H sc RS sc M M =。)1(),...,0(RS sc
)(,)(,-M r r v u v u αα就是第2节开始位置定义的Zad-off Chu 序列,它由⼀个基序列进⾏循环移位得到。⼀个时隙中循环移位α为α = 2πcs n /12,且()
12mod PRS )2(DMRS )1(DMRS csn n n n ++=。这
⾥)1(DMRS n 是⼀个⼴播值,PRS n 通过特定⼩区使⽤的伪随机序列)(i c 给出,伪随机序列发⽣器
在每⽆线帧开始,以PUSCHss 5cell IDinit
230f N c +=初始化。)2(DMRS n 包含在上⾏链路调度分配中,其值由表3-1给出表 3-1
由上⾯定义可知,决定循环移位值的⼏个参数)PRS )
2(DMRS )1(DMRS n n n ++,第⼀个和第三个参数相对固定,)2(DMRS
n 由DCI 信息决定,在每个TTI ⾥变化⼀次。因此循环移位值的变化主要受DCI 信息的影响。
经过以上定义的PUSCH 解调导频信号序列()?PUSCH r ,将⾸先被乘以⼀个幅度裁减因⼦
PUSCH β。然后从)0(PUSCH r 开始,按顺序映射,映射到⽤于相应PUSCH 发送的物理资源块中。资源块映射时,对于正常循环前缀有3=l ;对于扩展循环前缀有2=l 。在⼦帧中映射时,应该⾸先增加k 值,再增加时隙号。3.2 PUCCH 解调导频信号
PUCCH 解调导频信号定义:()()n r m z m w n mM M Nm r
v u )(,RS sc RS sc PUCCH RSPUCCH)()('α=++这⾥ 1,0'1
,...,01,...,0RS sc PUCCHRS =-=-=m M n N m
对于PUCCH 格式2a 和2b ,有1=m 时,)(m z =)10(d ;⽽在其它情况下,)(m z =1。序列)
()(,n r v u α由第2章的开始处的描述给出,且12RSsc =M 。产⽣循环移位数α的算法由PUCCH格式决定。)(m w 为正交序列,由表3-3给出。
对于PUCCH 格式1,1a 和1b ,)(s n α计算由下列⽅式给出。()()[]()[]
'++'+'++'+==
''''=prefix
cyclic extended for mod mod )()(),(prefix cyclic normal for mod mod mod )()(),()()(2)(prefixcyclic extended for )(2prefix
cyclic normal for )()(RB sc s oc PUCCH offset PUCCH shift s cell cs RB scPUCCH shift s oc PUCCH offset PUCCH shift s cell cs s cs RBsc
s cs s PUCCH shift s PUCCH shift
s s oc N N n n n n l n n N N n n n n l n n n n N n n n N n n N n n n n ss δδπα这⾥的)(s n n '
, N ', PUCCH shift ?, PUCCH offset δ and ),(cellcs l n n s 在36.211的5.4.1中有定义。其中{}{}{}
1,...,1,0prefix cyclic extended for 3,2,1prefix cyclic normal for 3,2,1PUCCH shiftPUCCH
offset PUCCH shift
-?∈∈?δ,具体值为⾼层指定。每时隙参考符号数量PUCCHRS
N 由表3-2给出。 )(s oc n n 为正交序列索引。表3-2
PUCCH format Normal cyclic prefix Extended cyclic prefix
1, 1a, 1b 3 2 2 2 1 2a, 2b 2 N/A表 3-3
Sequence index )(s oc n n
Normal cyclic prefix Extended cyclic prefix0 []111[]11 1 []343
21ππj j e e []11-2[]32341ππj j e eN/A
对于PUCCH 格式2,2a 和2b ,)(s n α计算由下列⽅式给出。)(s n α在中36.211的5.4.1中定义,每时隙参考符号数量PUCCHRS N 由表3-2给出,正交序列)(n w =[]
)1()0(PUCCH
RS -N w w 由表3-4给出。表 3-4
Normal cyclic prefix Extended cyclic prefix[]11[]1
经过以上定义的PUCCH 解调导频信号序列()?PUCCHr
,将⾸先被乘以⼀个幅度裁减因⼦
PUSCH β,然后从)0(PUSCH r 开始,按顺序映射到资源单元),(l k 。映射按照⾸先增加k 值,再增加l ,最后增加时隙号的顺序进⾏。
对于相应PUCCH 发送,将使⽤相同的k 值集合,⽽在⼀个时隙中符号索引l 的值将由表3-5给出表 3-5
PUCCH formatSet of values for l
Normal cyclic prefix Extended cyclic prefix1, 1a, 1b 2, 3, 4 2, 3 2, 2a, 2b 1, 5 34 Sounding 参考信号
Sounding 参考信号不能和PUCCH 格式1同时发送。在Sounding 参考信号和PUCCH
格式1独⽴配置,⽽时间上产⽣交叠时,PUCCH 格式1具有⽐Sounding 参考信号⾼的优先级。4.1Sounding 参考信号序列产⽣Sounding 参考信号序列()()n r n r v u )(,SRS α=,
它使⽤和PUCCH 相同的基序列索引。Sounding 参考信号的循环移位值SRSα为8n 2SRSπ
α=,这⾥UE 所使⽤的SRS n 由⾼层配置,且有7,6,5,4,3,2,1,0n SRS =。4.2Sounding 参考信号到物理资源映射经过以上定义的Sounding 参考信号序列)1(),...,0(RS
sc,SRS SRS -b M r r ,将⾸先被乘以⼀个幅
度裁减因⼦SRS β,然后从)0(SRS r 开始,按顺序映射到资源单元),(l k 。资源单元),(l k 上的参数为?-==+otherwise 01,...,1,0)(RSsc,
SRS SRS ,20b l
k k M k k r a β,这⾥0
k 是Sounding 参考信号的频域起始位置,RSsc,b M是按照2RB sc
SRS,RS sc,N m M b b =定义的Sounding 参考信号长度,b m SRS,对应每个上⾏链路带宽UL
RB N 由表4-1到表4-4给出,
特定⼩区参量“SRS bandwidth configuration ”特定UE 参量“SRS-Bandwidth ” SRS B 由
⾼层给出。频域起始位置0k 由∑=+'=SRS 0RSsc,002B b bb n M
k k 计算得到,这⾥}1,0{0
∈'k 是⼀个依赖于发送组合\"Transmission comb\"⽽得到的偏移值。0k '取0时,代表SRS 占⽤偶数⼦载波号;0
k '取1时,代表SRS 占⽤奇数⼦载波号,映射在频域分布图样如图所⽰,图中横轴代表频率。b n 是对“SRS -Bandwidth”变量值b 的频域位置索引,这些UE 特定参量由⾼层给出。Frequency-domainComb = 0
Comb = 1Sounding BW
(24×K sub-carriers, K=1 in this case)positionK>1
如果Sounding 参考信号跳频被禁能,则频域位置索引b n 保持为常数(除⾮重配)。如果Sounding 参考信号跳频被使能,则频域位置索引b n 按照
+==o t h e r w i s e m o d )(00,bR R C b S R
S b b N n n F b n 计算,这⾥b N 对应每个上⾏链路带宽ULRB N 由
表4-1到表4-4给出,∏??
∏∏+∏∏=-=-==-==odd if /2/even if 2mod mod 2/)('10''10''
0''10''0'b b b b SRS b b b b b b b b SRS b b b b b b SRS b SRS b N N n N N N N n N N n N n F , ,...2,1,0=SRS n 计数前⼀特性UE 的SRS 发送数量。
Sounding 参考信号将在⼦帧的最后⼀个符号发送。表4-1
b m SRS, and b N values for the uplink bandwidth of 406ULRB
≤≤N SRS bandwidth configurationSRS-Bandwidthb = 0
SRS-Bandwidthb = 1
SRS-Bandwidthb = 2
SRS-Bandwidthb = 3b m SRS,b Nb m SRS,b Nb m SRS,b Nb m SRS,b N
0 36 1 12 3 N/A 1 4 3 1 32 1 16 2 8 2 4 4 2 24 1 N/A 1 N/A 1 4 6 3 20 1 N/A 1 N/A 1 4 5 4 16 1 N/A 1 N/A 1 4 4 5 12 1 N/A 1N/A 1 4 3 6 8 1 N/A 1 N/A 1 4 2 741N/AN/AN/AN/AN/AN/A表 4-2
b m SRS, and b N values for the uplink bandwidth of 6040ULRB ≤
SRS bandwidth configurationSRS-Bandwidthb = 0
SRS-Bandwidth
b = 1
SRS-Bandwidthb = 2
SRS-Bandwidthb = 3b m SRS,b Nb m SRS,b Nb m SRS,b Nb m SRS,b N
0 48 1 24 2 12 2 4 3 1 48 1 16 3 8 2 4 2 2 40 1 20 2 N/A 1 4 5 3 36 1 12 3 N/A 1 4 3 4 32 1 16 2 8 2 4 2 5 24 1 N/A 1 N/A 1 4 66 20 1 N/A 1 N/A 1 4 5 7161N/A1N/A144表 4-3
b m SRS, and b N values for the uplink bandwidth of 8060ULRB≤
SRS bandwidth configurationSRS-Bandwidthb = 0
SRS-Bandwidthb = 1
SRS-Bandwidthb = 2
SRS-Bandwidthb = 3
b m SRS,b Nb m SRS,b Nb m SRS,b Nb m SRS,b N
0 72 1 24 3 12 2 4 3 1 64 1 32 2 16 2 4 4 2 60 1 20 3 N/A 1 4 5 3 48 1 24 2 12 2 4 3 4 48 1 16 3 8 2 4 2 5 40 1 20 2 N/A 1 4 56 36 1 12 3 N/A 1 4 3 73211628244表4-4
b m S R S , and b N values for the uplink bandwidth of 11080ULRB ≤
SRS bandwidth configurationSRS-Bandwidthb = 0
SRS-Bandwidthb = 1
SRS-Bandwidthb = 2
SRS-Bandwidthb = 3b m SRS,b Nb m SRS,b Nb m SRS,b N
b m SRS,b N
0 96 1 48 2 24 2 4 6 1 96 1 32 3 16 2 4 4 2 80 1 40 2 20 2 4 5 3 72 1 24 3 12 2 4 3 4 64 1 32 2 16 2 4 4 5 60 1 20 3 N/A 1 4 56 48 1 24 2 12 2 4 3 74811638242
4.3Sounding 参考信号⼦帧配置
关联到⼀帧的,⽤于Sounding 参考信号发送的,特定⼩区⼦帧配置周期和特定⼩区⼦
帧偏移,对FDD 、TDD 分别在表4-5、表4-6中描述,Sounding 参考信号仅在已配置的UL ⼦帧或UpPTS 上传送。表 4-5 FDD sounding reference signal subframe configuration
表4-6 TDD sounding reference signal subframe configuration
5 三种参考信号的⽐较总结
5.1 Zad-off Chu基序列与循环移位⽐较基序列的长度
三种参考信号均使⽤Zad-off Chu序列,但它们定义的基序列长度不同,但都必须和整数个RB包含的⼦载波数相等。其中PUSCH的DRS随其占⽤的带宽不同,长度会变化;PUCCH的DRS使⽤长度固定为⼀个RB所包含的⼦载波数,当⼦载波间隔为
15KHZ 时,长度为12;Sounding 参考信号使⽤和PUCCH 相同的基序列索引,其长度亦随探测的带宽变化⽽变化。◆ 组(U )跳与组内序列号(V )跳跃
三种参考信号使⽤相同的法则进⾏组跳和组内序列号的跳跃,具体在前⾯已有描述。对于上⾏所有的参考信号组号U 的取值都是0到29;组内序列号V 在RB 个数⼤于等于6时,有两个取值(0或1),其余时候只能取0。 ◆ 序列循环移位CS 的影响因素PUSCH 与PUCCH 解调参考信号可⽤的循环移位数(CS )均为12. Sounding 信号可⽤的循环移位数为8.下⾯分析下各个信号中CS 的影响因素
PUSCH 解调参考信号的CS 由三个参量决定,公式如下所⽰:α = 2πcs n /12 ,其中()12
mod PRS )2(DMRS
)1(DMRScs n nn
n ++=。)1(DMRS n 是由⼴播信道PBCH 下发的;)2(DMRS n 包
含在DCI 信息中,由PDCCH 下发;PRS n 通过特定⼩区使⽤的伪随机序列)(i c 给出,与⼩区ID 有关。
PUCCH 解调参考信号的CS 由⼀系列公式确定,确定法则在前⾯有描述,最终决定于⾼层指定的参数,上⾏的调度算法会确保不同的UE 使⽤不同的CS.Sounding 信号的CS 定义为:8n
2SRS πα=,最终取决与⾼层指定的循环移位控制变量SRS n 。
5.2 参考信号的映射⽐较
PUCCH 和PUSCH 的解调参考信号与PUCCH 和PUSCH 的映射是结合的,它们以在各⾃信道的中间插⼊导频的⽅式进⾏映射。
Sounding 信号的映射不与UE 直接映射的位置关联,⽽是有单独的映射法则。从映射参数表中的数据分析,在不同的配置下,即使相同的上⾏总带宽,Sounding 的范围变化也会相当⼤。如6到40个RB 的上⾏总带宽范围内,⼀个UE Sounding 的范围可以从4到36之间变化。Sounding 的作⽤是做信道选择,它会在系统允许的情况下为UE 选择有最佳信噪⽐的频段进⾏传输。
PUCCH 和PUSCH 在映射时,⼀个RB 内⼀般是整列连续插⼊导频。⽽Sounding 参考信号则呈梳状分布,即Sounding 只在奇数⼦载波或偶数⼦载波出现,它是每隔⼀个⼦载波插⼊⼀个符号的。
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